亚麻纤维增强立构聚乳酸复合材料的制备及界面改性

采用熔融共混及注塑成型法制得立构聚乳酸(sc-PLA)及亚麻纤维/立构聚乳酸(Flax/sc-PLA)复合材料,并通过差示扫描量热分析、动态力学分析、热重分析、扫描电镜、维卡软化温度及力学性能测试等方法研究了亚麻纤维增强及偶联剂六亚甲基二异氰酸酯(HMDI)界面改性对Flax/sc-PLA复合材料结构与性能的影响。结果表明:亚麻纤维的加入可有效提高sc-PLA的立构结晶度、耐热性以及力学性能,Flax/sc-PLA复合材料的立构结晶度由17.3%提高到24.9%,维卡软化温度由161.1℃升至195.7℃,拉伸强度也从57.4 MPa提高到62.5 MPa。通过HMDI界面改性可有效改善复合材料的界面相容性,使复合材料的拉伸强度进一步提高到70.4 MPa。此外,HMDI改性还提高了复合材料的热稳定性,其初始降解温度和动态储能模量G'均比未改性复合材料显著提高。

亚麻纤维/立构聚乳酸复合材料的制备与性能表征

采用等比例聚左旋乳酸(PLLA)/聚右旋乳酸(PDLA)熔融共混和注塑成型制备了立构聚乳酸(sc-PLA)和10%亚麻纤维(Flax)增强的sc-PLA复合材料,通过力学性能测试、差示扫描量热法、扫描电镜、X射线衍射、维卡软化点测试等方法对2种材料的力学性能、结晶性能、断面形貌以及耐热性能进行了比较。结果表明,制得的sc-PLA与10%Flax/sc-PLA复合材料中立构晶体与均聚物晶体并存,亚麻纤维的加入有利于提高材料的结晶度,其sc晶体生成率由66.4%提高到92.7%。与均聚物PLLA相比,sc-PLA的耐热性能虽有所增强,但力学性能还有待提高。加入了10%亚麻之后,复合材料力学性能明显改善,其拉伸强度、拉伸模量以及悬臂梁缺口冲击强度比sc-PLA分别提高了34.1%,49.8%和289.1%。此外,10%Flax/sc-PLA复合材料还具有较好的耐热性能,其维卡软化温度达到了155.6℃,比PLLA提高近92℃。

PAN基碳纤维原丝的高锰酸钾改性(英文)

本文使用质量浓度为5%的高锰酸钾溶液对PAN基碳纤维原丝进行不同时间的改性,并利用不同的测试手段对经过改性的原丝进行了表征。相比未经改性的原丝,改性原丝具有较低的拉伸强度,在相当于预氧化(稳定化)温度范围的条件下释放的热量较少。这些实验结果表明,高锰酸钾溶液可以将高锰酸根离子引入PAN原丝内部,使其与丙烯腈单元发生反应,从而有利于纤维的氧化的环化反应。此外,本文还讨论了改性时间对原丝性能的影响。

粘胶纤维与Lyocell纤维增强聚乳酸复合材料的性能比较

以聚乳酸(PLA)为基体,分别采用粘胶纤维与Lyocell纤维这2种典型的再生纤维素纤维为增强纤维,通过熔融共混和注塑成型制备了再生纤维素纤维/PLA复合材料,并对这2种复合材料的性能进行了比较研究。结果表明,采用粘胶纤维或Lyocell纤维增强均可有效提高PLA复合材料的结晶度、力学性能和维卡软化温度。粘胶纤维的锯齿形截面有利于其与PLA基体的结合,因此粘胶纤维/PLA复合材料具有略高的冲击强度及拉伸强度。Lyocell纤维增强更有利于复合材料结晶度的提高,使得Lyocell/PLA复合材料具有更高的弹性模量和维卡软化温度。

棉纤维/聚乳酸复合材料的制备与性能研究

采用熔融共混、注塑成型法制备了棉纤维/聚乳酸复合材料,并通过力学性能测试、DSC及SEM等方法分别研究了棉纤维含量对复合材料力学性能、结晶度及界面形态结构的影响,在此基础上进一步探讨了棉纤维长度对复合材料力学性能的影响。结果表明:在实验范围内,随着棉纤维含量的增加,复合材料的结晶度和弯曲模量都逐渐增加,而拉伸强度和冲击强度则呈现先增加后下降的趋势。此外,棉纤维长度对复合材料力学性能也有一定影响。当棉纤维长度为4 mm且含量为20%时,棉纤维在聚乳酸基体中的分布较均匀、结合性能相对较好,所得到的棉纤维/聚乳酸复合材料的综合性能较佳。

原纤化Lyocell纤维/聚乳酸复合材料的结构与性能

采用均质分散法制备原纤化Lyocell纤维,探讨了不同初始纤维长度对Lyocell纤维原纤化程度的影响,在此基础上,进一步通过熔融共混和注塑成型制备原纤化Lyocell/聚乳酸(PLA)复合材料,探讨了初始纤维长度对原纤化Lyocell/PLA复合材料结构与性能的影响。结果表明,相同处理条件下,纤维初始长度越长,Lyocell纤维原纤化程度越低。Lyocell纤维原纤化能改善纤维与基体的界面结合,从而进一步提高复合材料的力学性能。初始纤维长度对原纤化Lyocell/PLA复合材料的拉伸性能无显著影响,而初始长度为4 mm的原纤化Lyocell/PLA复合材料的缺口冲击强度最大,比未原纤化复合材料提高19.0%。此外,Lyocell原纤化后还可进一步提高复合材料的维卡软化温度,当纤维初始长度为10 mm时,原纤化Lyocell/PLA复合材料的维卡软化温度最高,达到161.4℃。

聚丙烯腈与改性酶解木质素共混纤维的制备与性能

以丙烯腈(AN)为共聚单体,对酶解木质素(EHL)进行接枝共聚改性,得到了改性酶解木质素(PAN-g-EHL),随后将PAN-g-EHL与聚丙烯腈(PAN)共混制备出PAN/PAN-g-EHL共混纤维。对纤维样品进行了结构与性能表征,并与纯PAN纤维和PAN/EHL共混纤维进行对比。结果表明,聚丙烯腈成功接枝到酶解木质素上,PAN/PAN-g-EHL共混纤维在升温过程中,其放热峰形变宽变弱,放热焓下降。PAN/PAN-g-EHL共混纤维的力学性能与纯PAN纤维相差不大,相容性得到较大改善,吸湿性也得到明显提高。而PAN/EHL共混纤维的力学性能较纯PAN纤维有明显下降,二者之间相容性较差,纤维存在大量的孔洞缺陷。

静电纺丝素蛋白组织工程支架的增强改性研究进展

常规静电纺丝法制得的丝素蛋白纤维毡的力学性能较差,不能很好地满足人体对生物组织工程支架的要求。为了提高丝素蛋白组织工程支架的力学性能,对丝素蛋白纤维毡进行增强改性是目前研究的热点。文章简要介绍了丝素蛋白的结构和性能及其在组织工程领域的应用研究,重点总结了提高静电纺丝素蛋白纤维毡力学性能的3种方法,即后处理、添加增强组分以及制备取向纳米纤维。

木质素/聚乳酸复合材料的结构与性能

通过熔融共混和注塑成型制备了木质素/聚乳酸复合材料,并通过差示扫描量热分析、力学性能测试、维卡软化点温度测定、扫描电镜、吸水率测试等方法研究了木质素含量对复合材料的结构与性能的影响。结果表明,木质素/聚乳酸复合材料的结晶度随着木质素含量的提高先减小后增大。随着木质素含量的增加,复合材料的拉伸强度降低,冲击强度呈现先增大后减小的趋势,弹性模量则不断增大。当木质素含量为5%~10%时,复合材料的综合力学性能相对较好。少量木质素的加入有助于提高木质素/聚乳酸复合材料的维卡软化温度。随木质素含量的提高,复合材料的初始接触角增大,即亲水性下降。但浸泡后复合材料的吸水率却随木质素含量提高呈现上升的趋势,即吸水性能提高。

荧光Lyocell纤维的制备和性能

通过共混方法将经预处理的荧光粉均匀分散在NMMO溶液中,采用Lyocell工艺通过干湿法纺丝成功制备了荧光Lyocell纤维,探讨了荧光粉用量对纺丝液流变性能及纤维的结构与性能的影响。结果表明,随着荧光粉用量的增加,Ly-ocell纺丝液的表观黏度先下降后上升,当荧光粉用量达到m(荧光粉)/m(纤维素)=3/100时,纺丝液的黏度呈最低值。此外,随着荧光粉用量的增加,纤维的荧光性能随之提高,但纤维内荧光颗粒的团聚现象逐渐加剧,导致纤维的力学强度和结晶度逐渐降低。

石墨烯/聚酰亚胺复合材料的制备与性能

以对苯二胺(PDA)和联苯四甲酸二酐(BPDA)为单体,合成了聚酰亚胺前驱体——聚酰胺酸溶液。采用溶液共混法将氧化石墨烯与聚酰胺酸复合,经制膜和热酰亚胺化反应制备了石墨烯/聚酰亚胺复合薄膜。用红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(Raman)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对复合材料的结构和形态进行了分析。发现被还原的氧化石墨烯已经充分剥离并均匀分散在聚酰亚胺基体中,且与基体树脂结合紧密。力学性能测试表明,石墨烯的加入明显改善了聚酰亚胺的拉伸强度,当石墨烯含量为2%时,复合材料的拉伸强度提高了53%。热失重分析发现,复合薄膜的热稳定性也得到明显改善,相对于纯的聚酰亚胺,添加2%石墨烯的复合材料其热降解温度提高了10℃。

以N-甲基吗啉-N-氧化物为溶剂的纤维素氨基甲酸酯纤维与Lyocell纤维的比较

分别以纤维素氨基甲酸酯(CC)及纤维素为原料,采用N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)为溶剂,通过干湿法纺丝制备了CC纤维及Lyocell纤维,研究比较了不同原料/NMMO·H2O纺丝液的流变性能以及所纺制纤维的结构与性能。结果表明,2种纺丝液均表现出切力变稀的流变行为,且在相同条件下CC纺丝液的表观黏度低于Lyocell纺丝液,因此有利于高浓度CC纺丝液的制备。与Lyocell纤维相比,CC纤维的结晶度和取向度略低,导致CC纤维力学性能有所下降,但其抗原纤化性能明显优于Lyocell纤维。

干法纺丝制备二硼化锆陶瓷纤维及其表征

二硼化锆是一种很具潜力的超高温陶瓷材料。通过干法纺丝手段可以得到具有一定优良性能的二硼化锆纤维:以二硼化锆陶瓷制备中的液相前驱体转化技术为依据,采用八水合氧氯化锆、硼酸、蔗糖和柠檬酸为原料,并利用聚乙烯醇为纺丝助剂,制得二硼化锆前驱体纺丝液,然后利用干法纺丝制得前驱体纤维,通过高温烧结制得二硼化锆陶瓷纤维。仪器分析结果如下:通过同步热分析仪(TG-DSC)分析前驱体纤维在100℃~1400℃的失重情况,发现二硼化锆纤维在1200℃左右生成;采用X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱分析(XPS),发现陶瓷纤维中二硼化锆晶形完整且含量较高;通过陶瓷纤维的X射线能谱分析(EDS)及元素分析(EA),发现纤维产物的纯度也较高;另外,扫描电镜(SEM)、单丝强度测试和热失重(TG)分析结果表明:干法纺丝制得的陶瓷纤维表面光滑,强度较好,具有一定的耐高温性。

PMMA/PS纳米复合材料的制备及分散相稳定性研究

Three kinds of nano composite particles were synthesized by seeded emulsion polymerization,which are high crosslinking poly(methyl methacrylate)/polystyrene (PMMA(HC)/PS),high crosslinking poly(methyl meth_acrylate)/low crosslinking poly(butyl acrylate)/polystyrene PMMA(HC)/PBA(LC)/PS and high cross-linking poly(methyl methacrylate)/poly(methyl methacrylate-styrene)/polystyrene(PMMA(HC)/P(MMA-St)/PS).Then the dry particles were molded or extruded to obtain the corresponding nanocomposites.Furthermore,the dispersion stability of nano phases in matrices was investigated during their processing.The results show that the coalescence mechanism of nano phase in these composites is different from that of binary immiscible polymer blends.

前驱体聚合物转化法制备SiBNC陶瓷纤维的热解过程研究

采用前驱体聚合物转化法制备SiBNC陶瓷纤维。通过高温热失重分析(TGA)、色谱-质谱联用技术(GC-MS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)以及元素分析(EA)等手段对前驱体纤维的热解过程进行了研究。研究结果表明,前驱体纤维从室温升至1500℃的过程中出现三段明显的热失重区域,结合FTIR和GC-MS分析可知在室温至800℃的升温过程中化学结构出现显著变化,并且主要逸出了甲胺和甲烷气体,同时EA结果显示碳含量明显下降,当热解温度达到800℃时陶瓷化转变过程基本完成。1600℃时热解得到的SiBNC陶瓷纤维主要结构为B-N、Si-N。

尿素增溶纤维素氨基甲酸酯的可纺性研究

探索了尿素对纤维素氨基甲酸酯(CC)/氢氧化钠溶液(CC溶液)的增溶作用,考察了不同浓度CC溶液的流变性能,选择CC质量分数为7%的溶液经过滤、脱泡后,以7%的稀硫酸为凝固浴进行溶液纺丝。结果表明:尿素增溶效果显著并提高了CC溶液的稳定性。经尿素增溶的CC溶液属于典型的切力变稀型流体,CC溶液经纺丝可得到直径为13～16μm的长丝,其纤维干态拉伸强度可达325～640MPa,断裂伸长率为10%～18%。

聚丙烯腈纤维预氧化工艺条件对孔隙结构的影响

借助场发射扫描电镜和小角X-射线散射对聚丙烯腈纤维的孔隙结构进行了研究。结果表明,聚丙烯腈纤维中的孔洞多为长条形且具有取向性的微孔。在预氧化温度区域,孔隙结构参数(平均孔径和孔隙率)变化不明显;但随着拉伸比的增大,其均呈下降趋势。因此,对聚丙烯腈纤维孔隙结构在预氧化过程中演变情况的研究,为进一步探讨孔隙结构对预氧化过程的影响奠定了基础。

Fe_3O_4/石墨烯复合材料的制备及表征

采用液相还原的方法,在碱性环境下使用FeCl2.4H2O和氧化石墨作为前驱体,制备Fe3O4微球附载的石墨烯复合材料。通过调节氧化石墨和铁盐的质量比制备得到不同组分的Fe3O4/石墨烯复合粉体。使用场发射电子扫描显微镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)、振动样品磁强计(VSM)和四探针电阻仪等仪器分析了产物的形貌、物相、磁性能和导电性能。结果表明Fe3O4/石墨烯复合粉体中Fe3O4微球在石墨烯表面分散均匀,且Fe3O4结晶良好,为立方晶系的尖晶石型。该复合粉体具有高的磁性能和良好的导电性能,饱和磁化强度和电导率分别达到72emu/g和0.53S/cm。

BaSO_4/纤维素复合纤维的结构与性能

采用Lyocell工艺制备了BaSO4/纤维素复合纤维,并分析了硫酸钡(BaSO4)含量对复合纤维的结构与性能的影响。扫描电镜结果表明,随着BaSO4含量的增加,复合纤维表面逐渐变得粗糙,容易形成空洞和缺陷。从X射线衍射结果中可以发现,纤维的结晶度随BaSO4含量的增加而降低。当BaSO4含量小于10%(质量分数,下同)时,复合纤维的断裂强度和初始模量随BaSO4含量的增加略有上升,此后,随BaSO4含量的增加,复合纤维的断裂强度和初始模量均不断下降,断裂伸长率减小。当BaSO4含量达到50%时,复合纤维具有很好的显影效果。

PBO纤维光稳定性研究

研究了聚苯撑苯并二噁唑(PBO)纤维在自然环境中的光稳定性。PBO纤维对可见光和紫外光都十分敏感,波长范围400～450 nm的可见光即可导致PBO纤维力学性能下降,而波长范围200～400 nm的紫外光可以加速PBO纤维的老化过程,同时自然环境中温度、湿度的变化将会进一步加速PBO的光老化。PBO纤维经自然湿热老化312 h后,强度保持率仅为37%,特性粘数保持率为61%,纤维取向度下降。PBO纤维大分子链发生部分断裂,表面的有序结构被破坏,是造成PBO纤维力学性能恶化的主要因素。